一种膜生物反应器及其卷式膜组件制造技术

本发明专利技术公开了一种卷式膜组件，包括筒状的膜壳及膜壳内的膜元件，膜元件包括分离膜、流道间隔体和中心管，流道间隔体为片状结构且横截面形状为波浪形，流道间隔体的波浪形表面形成多个沟槽，沟槽由所述中心管的一端延伸至另一端，膜壳两端设有封头，位于中心管封闭端的封头连接有曝气盘。使用时，卷式膜组件竖直放置，鼓风机鼓入的空气经曝气盘后形成均匀气泡，气泡与料液混合进入流道间隔体与分离膜表面之间形成的多个上下贯通的通道，气泡受浮力上升擦洗膜表面污染物，避免膜表面浓差极化。该流道间隔体纳污能力强，对料液前处理要求低，可允许更高的活性污泥浓度，因此，该卷式膜组件适用于MBR。本发明专利技术还公开了一种膜生物反应器。

Membrane bioreactor and coil type membrane assembly thereof

The invention discloses a roll membrane, including membrane element and shell cylindrical inner membrane, membrane separation membrane element includes a spacer and a center pipe, channel, channel spacer sheet structure and cross-sectional shape of wave shape, forming a plurality of trenches wavy surface channel spacers, one end of the groove the center tube extends to the other end, shell ends with a head, is located in the center of the closed end of the tube head is connected with the aeration disc. When in use, the roll membrane vertically, the drum into the air blower by aeration after the formation of uniform bubbles, bubbles and liquid mixed into a plurality of vertically communicated flow channel is formed between the spacer and the membrane surface, the bubble buoyancy rising surface contaminant scrub film, avoid membrane surface concentration polarization. The runner spacer has the advantages of strong pollution resistance, low requirement for pretreatment of liquid and higher concentration of activated sludge, so the roll membrane assembly is suitable for MBR. The invention also discloses a membrane bioreactor.

【技术实现步骤摘要】
一种膜生物反应器及其卷式膜组件
本专利技术涉及水处理设备
，尤其涉及一种膜生物反应器及其卷式膜组件。
技术介绍
膜生物反应器(MembraneBio-Reactor，MBR)技术，是一种新型高效的污水处理工艺，它用膜组件代替传统活性污泥法中的二沉池，大大提高了系统固液分离的能力。MBR技术是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术。它利用膜分离组件将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，省掉二沉池。因此，活性污泥浓度可以大大提高，水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应和降解。因此，膜生物反应器工艺通过膜的分离技术大大强化了生物反应器的功能。工业上MBR常用的膜组件形式有五种：板框式、螺旋卷式、圆管式、中空纤维式和毛细管式。前两种使用平板膜，后三者使用管式膜。圆管式膜直径大于10mm；毛细管式膜直径0.5～10.0mm；中空纤维式膜直径小于0.5mm。大中型再生水处理MBR工程一般采用浸没式板框式组件或浸没式中空纤维膜组件。板框式缺点是：占地大、装填密度低、成本高、能耗高。中空纤维膜组件缺点是：活性污泥浓度低、前处理要求高、易断丝、化学稳定性差。卷式膜由于其装填密度高，因此，过滤效率优于板框膜，机械强度大，性能优于中空式的。然而，现在使用的卷式膜组件的结构难以直接转化为MBR使用。现有的卷式膜组件由膜元件、壳体、内连接件、端板等组成。其中，膜元件结构如图1所示，由分离膜02、膜支撑体03、流道间隔体01、带孔的中心管04等构成。相邻两张矩形的分离膜02背面叠放在一起，且两张分离膜02之间叠放膜支撑体03，三者叠放后的三条边通过胶密封粘接成膜袋，另一条边两端则与中心管04粘接固定；透过分离膜02的液体可以通过膜支撑体03流入中心管04内，膜袋与膜袋之间由流道间隔体01相隔，多个膜袋叠放，且相邻膜袋之间放置流道间隔体01，再将其绕中心管04的轴线卷绕形成卷式结构的膜元件。其中，中心管04是用于收集经过分离膜02过滤的液体的带多排孔的不锈钢或塑料管；流道间隔体01是将供给侧料液导向分离膜02表面的具有一定厚度的物体；膜支撑体03是用于支撑分离膜02同时将透过分离膜02流体导向中心管04的物体。卷式膜元件的工作原理：给料液从膜元件一侧端进入流道间隔体01，图1中右侧的箭头代表给料液流向，沿着平行于中心管04轴线的方向流动，被分离膜02截留的浓缩液从膜元件另一端流出，图1中左侧下方的箭头代表浓缩液的流向，透过分离膜02的透过液进入膜袋，经膜支撑体03进入中心管04，最后从中心管04流出，图1中左侧上方的箭头代表透过液的流向。现有的流道间隔体01流道一般采用菱形或矩形的交叉网格流道，如图2所示，用在MBR的缺点是网格的夹角处容易藏污纳垢，有利于细菌生长；大气泡通过网格后被破坏成小气泡，无法实现有效的擦洗膜片的作用。现有的膜壳材质多为不锈钢或者玻璃钢，不锈钢成本高，重量大，设备投资高。玻璃钢在安装膜壳与设备连接时，膜壳连接口与管路连接偏心造成破裂。膜壳就是装载膜元件的压力容器，有进出水口和产水口。现有的卷式膜组件用的分离膜是高分子材料平铺在无纺布上的结构，分离膜只能承受正压(液体由高分子侧向无纺布侧施加压力)，即只允许流道间隔体侧压力大于膜支撑体侧压力，而不能承受背压，背压就是指膜支撑体侧压力大于流道间隔体侧压力，背压作用容易使分离膜发生鼓包、破裂。可见，现有的卷式膜元件采用网格状流道间隔体，分离膜不可以承受背压，无法有效地及时擦洗分离膜表面的高分子污染物。因此，现有的卷式膜组件一般用于料液分离，没有使用在MBR系统中。因此，如何提供一种适用于MBR且便于清洗膜表面污染物的卷式膜组件，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的第一个目的是提供一种卷式膜组件，该卷式膜组件可以便于清洗膜表面污染物。本专利技术的第二个目的是提供一种包括上述卷式膜组件的膜生物反应器。为了达到上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种卷式膜组件，包括膜元件以及用于容纳所述膜元件的筒状的膜壳，所述膜元件包括分离膜、流道间隔体和中心管，所述流道间隔体为片状结构且横截面形状为波浪形，所述流道间隔体的波浪形表面形成多个沟槽，所述沟槽由所述中心管的一端延伸至另一端，所述膜壳两端均连接有用于固定所述膜元件的封头，位于所述中心管的封闭端的所述封头连接有曝气盘。优选地，在上述卷式膜组件中，所述沟槽的延伸方向与所述中心管的轴线平行布置。优选地，在上述卷式膜组件中，所述流道间隔体的横截面高度为2～5mm。优选地，在上述卷式膜组件中，所述流道间隔体为波浪形塑料片。优选地，在上述卷式膜组件中，所述分离膜包括无纺布和渗透到所述无纺布中的高分子铸膜液，所述无纺布包括两层粗纤维层以及填充于两层所述粗纤维层之间的极细纤维层，其中一层所述粗纤维层渗透有所述高分子铸膜液，且所述高分子铸膜液还渗透进入到所述极细纤维层内，所述极细纤维层内的纤维平均直径为1～5μm，所述粗纤维层内的纤维平均直径为10～20μm。优选地，在上述卷式膜组件中，所述极细纤维层内的纤维平均直径为2～3μm，所述粗纤维层内的纤维平均直径为15μm。优选地，在上述卷式膜组件中，所述封头设有用于抵接于所述膜元件端部的支撑筋条。优选地，在上述卷式膜组件中，所述膜壳和所述封头均为塑料件。本专利技术提供的卷式膜组件，包括膜元件以及用于容纳膜元件的膜壳，膜元件包括分离膜、流道间隔体和中心管，流道间隔体为片状结构且横截面形状为波浪形，流道间隔体的波浪形表面形成多个沟槽，沟槽由中心管的一端延伸至另一端，膜壳两端均连接有用于固定膜元件的封头，位于中心管的封闭端的封头连接有曝气盘。使用时，将卷式膜组件竖直放置，料液由进液口流入膜组件中，鼓风机鼓入的空气经曝气盘后形成均匀气泡，气泡与料液混合进入流道间隔体与分离膜表面之间形成的多个上下贯通的通道，料液中的气泡受浮力上升，擦洗分离膜表面的污染物，避免分离膜表面浓差极化。该流道间隔体纳污能力强，气泡和大颗粒物质很容易在通道内流动，对料液前处理要求低，可以允许更高的活性污泥浓度，因此，本方案提供的卷式膜组件适用于MBR。本专利技术还提供了一种膜生物反应器，包括如上任一项所述的卷式膜组件。该膜生物反应器产生的有益效果的推导过程与上述卷式膜组件带来的有益效果的推导过程大体类似，故本文不再赘述。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有的膜元件结构示意图；图2为现有的膜元件中的流道间隔体的结构示意图；图3为本专利技术具体实施例中的卷式膜组件外部结构示意图；图4为本专利技术具体实施例中的卷式膜组件纵向剖视图；图5为本专利技术具体实施例中的卷式膜组件爆炸结构示意图；图6为本专利技术具体实施例中的流道间隔体结构示意图；图7为本专利技术具体实施例中的流道间隔体横截面结构示意图；图8为本专利技术具体实施例中的分离膜横截面放大结构示意图；图9为本专利技术具体实施例中的封头结构示意图；图10为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卷式膜组件，其特征在于，包括膜元件(1)以及用于容纳所述膜元件(1)的筒状的膜壳(2)，所述膜元件(1)包括分离膜(12)、流道间隔体(13)和中心管(11)，所述流道间隔体(13)为片状结构且横截面形状为波浪形，所述流道间隔体(13)的波浪形表面形成多个沟槽(131)，所述沟槽(131)由所述中心管(11)的一端延伸至另一端，所述膜壳(2)两端均连接有用于固定所述膜元件(1)的封头(3)，位于所述中心管(11)的封闭端的所述封头(3)连接有曝气盘(4)。

【技术特征摘要】
1.一种卷式膜组件，其特征在于，包括膜元件(1)以及用于容纳所述膜元件(1)的筒状的膜壳(2)，所述膜元件(1)包括分离膜(12)、流道间隔体(13)和中心管(11)，所述流道间隔体(13)为片状结构且横截面形状为波浪形，所述流道间隔体(13)的波浪形表面形成多个沟槽(131)，所述沟槽(131)由所述中心管(11)的一端延伸至另一端，所述膜壳(2)两端均连接有用于固定所述膜元件(1)的封头(3)，位于所述中心管(11)的封闭端的所述封头(3)连接有曝气盘(4)。2.根据权利要求1所述的卷式膜组件，其特征在于，所述沟槽(131)的延伸方向与所述中心管(11)的轴线平行布置。3.根据权利要求2所述的卷式膜组件，其特征在于，所述流道间隔体(13)的横截面高度为2～5mm。4.根据权利要求2所述的卷式膜组件，其特征在于，所述流道间隔体(13)为波浪形塑料片。5.根据权利要求1所述的卷式膜组件，其特征在于，所述分离膜(12)包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：何福海，杨楠，魏齐，程志军，李宁，
申请(专利权)人：中科瑞阳膜技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11